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大气水汽 现代气候学基础 II * 中国年平均气温距平 (1880-1999年)(国家评估报告：0.2~0.8?C/100a) 1998年是近百年最暖的1年，1990s是最暖的10年 中国年平均气温变化趋势（%/10a） 分布图（1960—1999） 气候时间演变示意图 现代气候学基础 II * 几个典型的气候时期： (1) 3.5×108~2.5 × 108年前，现在的赤道出现过冰川； (2) 2.0×108~1.0 × 108年前，气候较现在暖得多； (3) 近200万年以来，冰期和间冰期间隔约为10万年； (4) 约2万年前，出现距今最近的末次盛冰期（LGM，Last Glacial Maximum）温度比现代平均约低5~10?C; (5) 末次盛冰期结束后，5000-6000年前为中全新世暖期； (6) 1500-1850, 小冰期,较现在冷0.5-1.0 ?C (7) 近代最暖的时间为1920~1940年, 1989~1999年。 1.7 气候变化的影响因子 自然原因 银河系变化、太阳演化、太阳活动 地球轨道参数（轴倾、岁差、偏心率） 大陆漂移、造山运动、火山活动 海洋环流与海-冰-气-陆相互作用 人为原因 温室气体、气溶胶排放 土地使用、热带雨林破坏 城市化 …… 影响气候的主要外部因子： (1) 太阳辐射变化、地球轨道参数、大陆漂移、 造山运动、火山活动等：104~109年； (2) 太阳辐射变化、火山活动、海洋环流： 102~103年； (3) 太阳辐射变化、火山活动、人类活动： 101~102年。 影响气候的主要内部因子： (1) 气候系统内部的相互作用： 100~101年； (2) 大气环流异常： 10-1~100年。 现代气候学基础 II * 冰期-间冰期循环（万年尺度）的形成机制 米兰科维奇理论(Milankovitch,1941) ~ 冰期天文理论 轨道参数的周期性变动 理论核心：由于天体间引力的影响，地球轨道偏心率、地轴倾斜角度和岁差等地球轨道参数发生变化，使地球接收到的太阳辐射产生差异，从而引起数十万年间的气候变迁。 地球轨道偏心率的变化： 0.00-0.068 现在 e=0.017 地球轨道偏心率变化的影响 目前北半球冬季位于近日点附近，地球获得的天文辐射量较现在远日点的约大1/15，冬半年较短，e值增大，冬季太阳辐射量增大，夏季减小，年变化减小；偏心率e减小，年变化增大。 如果冬季在远日点，夏季在近日点，则冬季长而冷，夏季热而短。当e值增大，年变化增大； e值减小，年变化减小。 地轴倾斜度增加：高纬度夏季辐射量增大，冬季减少，年较差增大，且年辐射量增加；赤道地区年辐射量减少。 地轴倾斜度减小：高纬度夏季辐射量减少，冬季增加，年较差减小；赤道地区年辐射量增加。 地轴倾斜度的影响表现在： 地轴倾斜度(黄赤交角的变化): 22.1?~24.24?，现在为23.44 ? 岁差的影响： 春分点的移动、近日点和远日点的变化 每70年左右，春分点后退一天 影响四季的气候 89.8 89.0 92.8 93.6 93.9 89.4 93.2 88.7 地球轨道参数变化对辐射的影响(过去400 kyr ，65°N) 气候变化的时间尺度 时间尺度的变化范围 对于气候研究，约为月际到几亿年(100~108年)。 气候变化的时期划分 108年 ~ 大地质年代气候变化（亿年尺度） 106年 ~ 小地质年代气候变化（百万年尺度） 105-4年 ~ 古气候变化（万年-几十万年尺度） 104-3年 ~ 历史时期气候变化（千年尺度） 102年 ~ 现代气候变化（百年尺度） 101-0年 ~ 短期气候变化或波动（年代际、年际、季节） 现代气候学基础 II * 1.5 气候变化的研究方法 对地质时期和历史时期等长时间尺度的气候变化，缺乏直接观测资料，寻找过去气候变化证据的方法，即是气候变化的研究方法。 古岩层、古生物化石、古土壤层研究方法 同位素方法 自然地理因子方法 生物学方法 物候学方法 历史文献记录的研究方法 现代气候学基础 II * 现代气候学基础 II * 南极冰芯 太平洋 沉积物 新几内亚 海岸线 气候变化的阶段性 气候变化的阶段性与气候变化的时间尺度紧密相关 气候变化的阶段性存在于各种时空尺度的气候变化当中 气候变化的阶段性也是气候的振荡特征 现代气候学基础 II * 近15万年来南极温度距平 近100年北半球三个纬度带平均 地面温度变化时间演变 气候变化的突变性 气候突变的三种类型 均值突变 从一个气候基本状态向另一个气候基本状态的急剧变化 变率突变 两个气候状态的平均值并无明显差异，但其变率有极明显的不